Hva har dyreplankton på menyen?

Publisert:16. januar 2007Oppdatert:2. oktober 2013, 09:26

I 150 år har forskere forsøkt å få skikkelig oversikt over hva dyreplankton egentlig spiser. Nå har et tverrfaglig team med forskere fra UiB funnet en brukbar metode. Det kan gi ny viten om både næringsbalansen i havet og effekten av klimaendringene.

Forskerne har vist at det er mulig å bruke en genetisk teknikk, såkalt kvantitativ PCR-analyse, til å forske på mageinnholdet til dyreplanktonet Oikopleura. Denne analysemetoden gir forskerne både informasjon om hva dyret har spist, hvilke byttedyr det foretrekker når det har tilgang på flere arter – og i tillegg hvor store mengder av hver den spiser.

– Dette er viktig kunnskap, for dyreplankton, som Oikopleura, er blant de mest tallrike flercellede organismene i havet. Og de spiller en nøkkelrolle, sier forsker Jens Nejstgaard. Han er marinbiolog, og ekspert på dyreplankton.

– Imponerende tilpasningsevne
Dyreplankton er viktige i næringskjeden, de er antakelig viktigere enn man har trodd i sedimenteringsprosesser, og de bidrar til å regulere bestanden både av planteplankton, og av mindre dyreplankton.

– De kan både begrense og forsterke uønskete følger av menneskelig påvirkning av miljøet, forklarer Nejstgaard.

– Disse dyrene har nemlig en imponerende evne til å tilpasse seg forholdene, sier postdoktor Christofer Troedsson. Han er ekspert på molekylær dyreplanktonøkologi.

Mysterium i 150 år
Nettopp denne tilpasningsevnen – og det at dyreplankton er selektive i hva de spiser når de har valgmuligheter, har vært en kilde til frustrasjon for forskere. I tillegg kan de bevege seg over store områder, noe som har gjort det vanskelig å finne ut hva de faktisk spiser i et uforstyrret miljø.

– Akkurat det har vært et ubesvart spørsmål i 150 år. Vi har ennå ikke funnet svaret på det, men nå har vi vist at vi har en metode som er brukbar, understreker Troedsson.

Tidligere metoder hadde nemlig store svakheter. En metode har vært å undersøke mageinnholdet på dyreplankton under mikroskopet.

– Er ris alt du får, spiser du ris
– Men her snakker vi om en organisme som er opp til et par millimeter lang, som spiser andre organismer som kan være mindre enn en mikrometer. For det første er det veldig tidkrevende å analysere dem, og det sjelden lett å bestemme mer en liten del av byttedyrene. De går raskt i oppløsning, forklarer Nejstgaard.

En annen metode har derfor vært å putte organismene oppi en flaske med en kjent mengde andre, mindre plankton, vente en stund, og så se hva som er igjen i flasken.

– Problemet er bare at vi tar en liten prøve av et stort, komplekst og heterogent miljø. Det tilsvarer ikke nødvendigvis miljøet dyreplanktonet opplever i virkeligheten. Om du sitter i et fengsel, og alt du får av mat er ris, da spiser du ris. Det betyr ikke at du foretrekker det når du slipper ut igjen, forklarer Nejstgaard.

Genial genetikk
Det er et annet problem med Oikopleura. Dyret i seg selv er ikke veldig stort, men det er omkretset av et stort hus som det fanger inn andre organismer fra vannet rundt seg i. Dette huset kaster det fra seg, og gror nytt, mellom 4 og 20 ganger i døgnet. Dette har gjort jobben vanskelig for forskerne, og ført til feilslutninger. For selv om dyret fanger opp andre organismer i huset, er det ikke dermed gitt at det spiser dem.

Derfor er DNA-analysen til det tverrfaglige UiB-teamet så bra. Den gjør at forskerne får full oversikt over hva organismen har i fordøyelsesapparatet sitt – selv om byttedyrene ikke kan kjennes på utseende. Ved å sammenlikne det med hva som er fanget i huset, eller befinner seg i vannet rundt organismen, kan forskerne også finne ut hvilke byttedyr Oikopleura foretrekker.

– Og ikke minst, vi får vite hva de spiser in situ – altså der vi fanger dem. Ikke hva de forsyner seg med av en kjent blanding på flaske, forklarer Eric Thompson fra Sars-senteret. Thompson, en molekylær utviklingsbiolog i teamet, har gjennom flere års forskning bidratt til å etablere Oikopleura som en modellorganisme og bygget opp laboratoriefasiliteter i verdensklasse på Sars-senteret. Det er der UiB-forskerne sammen med den amerikanske eksperten Marc Frischer har kunnet eksperimentere seg frem til metoden.

Vil ut i feltet
Thompson forteller at forskerne først analyserer alt som er i DNA-profilen av mageinnholdet fra Oikopleura, deretter bestemmer de hvilke arter DNA-fragmentene kommer fra. Dermed kan de også finne ut om Oikopleura i naturen spiser arter som forskerne ikke klarer å dyrke i laboratoriet – noe som ikke er så lett å få til med flaskeforsøk.

– Over tid blir DNA oppløst i mageinnholdet, men Christofer Troedsson utviklet en metode som kan ekstrapolere bakover – slik at vi kan finne ut hva den spiste når, forklarer Thompson.

De første resultatene er fra utprøving av metoden i laboratoriet, og er nettopp publisert i «Limnology and Oceonography». Nå vil forskerne ut i feltet.

– En av fordelene ved at vi har så bred, tverrfaglig ballast i dette teamet, er at vi kan videreutvikle denne metoden steg for steg: Først under veldig kontrollerte forhold i laboratoriet, siden i mesokosmos-forsøk, som Nejstgaard har jobbet mye med, forklarer Thompson.

– For lite forskning på dyreplankton
Teamet håper ikke bare de skal lære mer om dyreplanktons rolle – på sikt tenker de seg at en slik metode også kan få konsekvenser for forskning på både fiskeri og klima. Det siste fordi det kan være grunn til å tro at organismer som Oikopleura kan bidra i større grad til sedimenteringsprosesser enn det som så langt har vært antatt.

Et poeng i klimadebatten, går nemlig ut på at økt CO2-konsentrasjon i atmosfæren vil føre til en forsuring av havene. Synker pH-verdien i havene, vil det gå spesielt utover små organismer med ytre skall av kalk. Mange slike organismer er betydningsfulle i den vertikale karbontransportruten i havet – altså den som binder karbon fra overflaten og bringer det til havbunnen – noe som ikke vil skje dersom de går i oppløsning før de synker..

Men Oikopleura-hus bidrar også i dette regnskapet, og er ikke påvirket av forsuringen. Derfor tror enkelte forskere at den relative betydningen av forskjellige karbontransportruter i havet kan endres, og partikkelfylte Oikopleura-hus kan dermed få en viktigere rolle i den prosessen.

– Men vi vet ennå ikke hvor viktige organismer uten slikt kiselskall, som Oikopleura, er i dette regnskapet. I det hele tatt er rollen av dyreplankton ikke er forsket nok på. Med denne metoden har vi et verdifullt verktøy som kanskje kan gi større innsikt i hvordan disse kompliserte biologiske systemene fungerer, sier Nejstgaard.

På Høyden krever at du bekreft e-postadressen din før du kan poste innlegg. Les også våre debattregler

Meld deg på vårt nyhetsbrev og få oppdateringer rett til din e-post!

Abonner på På Høyden nyhetsbrev feed